Mathematical Modelling and Design of Helical Coil Heat Exchanger for Production of Hot Air for Fluidized Bed Dryer

In global industrialization, efforts have been made to increase the rate of heat transfer in heat exchanger, minimizing the size of heat exchanger to reduce cost as well as increasing the effectiveness. Helical coil heat exchanger (HCHE) has been proven to be effective in improving heat transfer due to its large surface area. In this study, HCHE was designed to provide hot air needed for fluidized bed drying processes. The HCHE design model was fabricated and evaluated to study the efficiency of the hot air output for a laboratory fluidized bed dryer. The mathematical model for estimation of the final (output) temperature of air, Taf, passing through the HCHE was developed and validated experimentally. The drying of bitter kola particulates was carried out with a drying temperature of 50C 3C and a bed height-to-bed diameter ratio (H/D) of 1.5. The time taken to dry bitter kola particulates to 0.4% moisture content was 1 hour 45 minutes. Hence, HCHE is recommended for use in the production of hot for laboratory-scale fluidized bed dryers.

复合衰荡光腔技术精确检测COIL腔镜高反射率

采用直型和折叠型衰荡光腔相结合技术精确检测了ＣＯＩＬ（氧碘化学激光器）平面高反腔镜在１．３１５μｍ的实际反射率为９９．９３１％，测量精度１０－５。该技术对镜片的反射镜角度、基底材料透光性能及尺寸无特殊要求，可由反射率相对较低的腔镜测量高反射率镜片。

p-τ值对COIL的影响的实验研究

实验研究了单重态氧发生器 ( SOG)的 p-τ值 ,即初始氯气分压与停留时间的乘积 ,对化学氧碘激光器 ( COIL)的影响 ,并分析了诸多实验因素对 SOG的 p-τ值的影响。对于提高

以氮气为载气的千瓦级COIL的初步实验研究

首次在氯气流量为 110 mmol/ s、采用方列管型射流式 O2 (1 Δ)发生器 (SPJSOG)以及列阵式超音速氧碘混合喷管的 COIL装置上 ,以氮气替代氦气作为载气进行出光实验研究。初步实验获得 1.8k W的激光输出功率以及

COIL简化模型计算

采用简化动力学、增益模型 ,分析了常规虚共焦非稳腔和含屋脊镜折叠非稳腔这两种腔型在COIL 中的应用 ,计算表明 ,折叠腔在改善 COIL近场光强分布均匀性和提高近场输出功率方面明显优于常规腔。

超音速连续波COIL的二维半数值模拟

给出了超音速连续波（ＣＷ）氧碘化学激光器（ＣＯＩＬ）的理论模型，利用此模型对典型实验装置进行了二维半几何近似下的初步数值模拟研究，对所得结果进行了讨论。

COIL低温真空吸附床结构的改进

压力恢复系统是氧碘化学激光器的重要组成部分。采用低温真空吸附系统作为氧碘化学激光器的压力恢复系统,吸附床的吸附性能决定着低温真空吸附系统的压力恢复性能。通过改变液氮在传热过程中的流动状态,改善液氮与吸附床之间的热交换效率。对两种不同结构吸附床的传热系数进行了计算及实验验证,结果表明:当液氮在传热过程中的流动状态由环状流变为泡状流时,可以很好地改善液氮与吸附床的传热效率。改进后的液氮与吸附床的传热系数提高了2.2倍,提高了吸附床的吸附性能。

COIL运行参量对激光器性能的影响

基于物理近似模型和以Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程求解为中心的数值计算，研究了氧碘化学激光器（ＣＯＩＬ）激光性能随一些相关运行参量的变化规律，这些结果将对器件运行条件的选取和实验分析有一定的参考价值。

二次喉道扩压器对COIL的影响实验

氧碘化学激光器分别采用二次喉道扩压器和8°扩压器时,对在不同阀门开度下的气流方向的壁面静压曲线和背压曲线,光轴壁面静压曲线,出口总压与上游压比值曲线,输出功率曲线进行了测量。对两种扩压器的数据进行了对比,结果表明:与8°扩压器相比,二次喉道扩压器能够有效隔离扩压器下游气流对光腔的干扰,显著减小捩区长度,并将转捩区控制在扩压器内。在激光器背压升高时,二次喉道扩压器的稳定性更强。

COIL腔镜高反射率精密测量系统的可靠性分析

利用光腔衰荡光谱技术,建立了氧碘化学激光器腔镜高反射率的精密测量系统。对用直型衰荡光腔时可能影响测量系统精度的各种因素进行了系统的实验研究。采用直型和折叠型衰荡光腔,检测了氧碘化学激光器高反腔镜在1.315μm的反射率。实验测得COIL凹面高反腔镜反射率为99.770%;平面高反镜反射率为99.917%,测量精度约为10-5。结果表明,该系统可以精密测量氧碘化学激光器腔镜的高反射率,测量结果精确可靠。

COIL中氯利用率在线测试系统的研制

本文设计、研制了一套残余氯利用率在线测试系统，其结构简单、操作方便，并对其进行了大量的标定工作．在ＣＯＩＬ单重态氧射流式发生器的实验过程中，测得的氯的利用率与单重态氧射流式发生器的理论计算结果基本一致，这套系统对ＣＯＩＬ发生器的进一步深入研究有重要意义．

千瓦级COIL UR90实验研究

首次报导了千瓦级化学氧碘激光器（ＣＯＩＬ）采用束转动９０°环形非稳腔（ＵＲ９０）的实验结果，测量了输出光斑的近场相位分布及远场强度分布，当激光输出平均功率为２ｋＷ时。

卷曲螺旋结构域蛋白2通过促进线粒体自噬抑制帕金森病SH-SY5Y细胞凋亡

背景:卷曲螺旋结构域蛋白2(coiled-coil-helix-coiled-coil-helix domain-containing 2,CHCHD2)能否调控PINK1/Parkin介导的线粒体自噬在帕金森病中发挥神经保护作用尚未可知。目的:探讨CHCHD2在6-羟基多巴胺诱导的帕金森病细胞模型中对PINK1/Parkin信号通路介导的线粒体自噬发挥的作用及机制。方法:利用重组质粒转染技术过表达或敲低CHCHD2,用6-羟基多巴胺构建SH-SY5Y细胞帕金森病模型后分对照组、模型组、过表达阴性对照+6-羟基多巴胺组、敲低阴性对照+6-羟基多巴胺组、过表达CHCHD2+6-羟基多巴胺组和敲低CHCHD2+6-羟基多巴胺组。Western blot及RT-qPCR检测CHCHD2的表达;Western blot检测LC3Ⅰ/Ⅱ、p62、MFN1、COXⅣ、DRP1、PINK1、Parkin、TIM23、Bax、Bcl-2及cleavedcaspase3蛋白表达;CCK-8、JC-1和活性氧试剂盒检测细胞活性、线粒体膜电位和活性氧水平,单丹磺酰尸胺染色观察细胞自噬情况,透射电镜观察自噬溶酶体。结果与结论:①与对照组相比,模型组细胞活性、线粒体膜电位及CHCHD2、PINK1、Parkin蛋白表达降低,活性氧水平、凋亡水平及LC3Ⅰ/Ⅱ、p62蛋白表达升高(P<0.05),并观察到自噬溶酶体的存在;②与模型组相比,过表达CHCHD2能降低细胞活性氧水平,升高线粒体膜电位及PINK1、Parkin和MFN1蛋白表达水平,并观察到线粒体自噬溶酶体增多,而敲低CHCHD2后有与上述相反的作用,并伴有COXⅣ、TIM23和p-DRP1蛋白表达的升高(P<0.05);③与模型组相比,过表达CHCHD2能减少细胞凋亡,上调Bcl-2并下调Bax及cleavedcaspase3蛋白的表达,而敲低CHCHD2后有与上述相反的作用(P<0.05);④结果提示,CHCHD2在6-羟基多巴胺诱导的帕金森病细胞模型中可以通过促进PINK1/Parkin介导的线粒体自噬改善线粒体功能从而减轻细胞凋亡发挥神经保护作用。

COIL超声速流动的水汽凝结效应数值模拟

在开发的化学氧碘激光器3维化学反应流程序中增设水汽凝结功能,模拟了以氦气和氮气作稀释气体条件下,基于RADICL装置喷管中含水汽凝结的流动。模拟结果给出了水汽凝结形成的5种尺寸液滴的数密度分布及流场各物理量分布,比较了有无水汽凝结时气流的压力、温度、增益分布的变化。模拟结果发现,凝结使气流温度在靠近喉部的下游升高,增益峰值增高。

碘密度对COIL激光频率的影响

假设处于碘原子同一电子能级的不同超精细子能级上的粒子处于热平衡状态，推导了化学氧碘激光器（ＣＯＩＬ）中增益系数在饱和状态附近的表达式，分析了稳定激光振荡谱线的中心频率随碘密度变化的定性规律。

COIL腔镜薄膜参数实验研究

利用HITACHI U-4001型分光光度计和基于光腔衰荡光谱的高反射率测量仪对氧碘化学激光器(COIL)输出镜的透过率和高反镜的反射率进行了膜层均匀性、测量重复性、激光辐照等方面的测量和实验研究。实验结果显示:离子束溅射膜的性能比电子枪蒸发膜更为稳定;只要保证镜片存放于干燥处,长时间放置对其薄膜的透过率和反射率均无明显影响。

平面COIL腔镜高反射率的精确检测

直型和折叠型衰荡光腔相结合技术精确检测了一组平面ＣＯＩＬ高反腔镜在１．３１５μｍ的实际反射率。实验测得ＣＯＩＬ平面高反腔镜反射率高达９９．９３１％，测量精度为１０＾－５，本技术对镜片的反射角度，基底材料透光性能及尺寸无特殊要求，可由反射率相对较低的腔镜，测量高反射率率镜片。

Forced Convection Boiling Heat Transfer and Dryout Characteristics in Helical Coiled Tubes with Various Axial Angles

对水和水蒸汽汽液两相流体在螺旋轴呈各种倾角放置的螺旋管内强制对流沸腾传热与烧毁特性进行了系统地试验研究，试验中系统及结构参数范围如下：压力：Ｐ＝０．４～３．０ＭＰａ质量流速：Ｇ＝１００～２４００ｋｇ／ｍ２·ｓ进口水温：Ｔ＝３０～８０℃出口干度：ｘ＝－０．０５～１．２管内壁面热负荷：ｑ＝０～５４０ｋＥ／ｍ２试验段结构参数：总长Ｌ＝６４４８ｍｍ，管内径ｄ＝１１ｍｍ，螺旋直径Ｄ＝２５６ｍｍ，螺旋升角β＝４．２７°螺旋管轴向放置倾角：水平位置（０°）、向上倾斜４５°（＋４５°）、垂直向上（＋９０°）、向下倾斜４５°（－４５°）．共进行了１０５０个工况的试验．试验结果表明，螺旋管内汽液两相流强制对流沸腾传热可以划分为核态沸腾区、两相流强制对流区、烧毁及烧毁后传热区等３种区域．通过数据处理和分析总结，给出了３区域间转变的边界方程，和３个区域内两相流传热系数的计算公式．根据试验观察和数据结果，对烧毁现象及烧毁点或区域发生的条件及机理进行了深入的分析研究，发现一系列有关现象的规律和特点，指出了其主要影响因素，并给出了烧毁点临界质量干度的预报公式．

N_2-COIL的氧发生器水汽诊断

在氧碘化学激光(COIL)系统中,水汽是影响激光器输出功率的最重要原因之一,因此测控氧发生器(SOG)出口气流中的水汽含量非常重要.文中利用吸收和发射光谱法对方管式射流氮气氧碘化学激光器(N2-COIL)的氧发生器分别进行了水汽含量测量.测量结果显示,在保持氯气流量一定的前提下,该发生器正常工作状态下水汽百分含量小于9%,且随氧发生器的总压的增加而减小,随氮气流量的增大而增加.该结果表明,气体流速是引起水含量变化的主要原因.

无缓冲气COIL扩压器流场数值模拟

以无缓冲气化学氧碘激光器(COIL)实验器件的数据计算得到的混合喷管出口参数平均值作为光腔入口条件,对6种不同构型的扩压器从光腔入口至扩压器出口的流场进行了数值模拟,得出了各流场参数分布;对不同构型扩压器的流场特点、总压恢复性能进行了分析;研究了扩压器出口背压对流场参数的影响。结果表明:对于主流无缓冲气的COIL,等截面扩压器具有较好的压力恢复性能;增大扩压器出口背压可以使扩压器的压力恢复性能提高,然而,较高的背压使激波串向光腔方向移动,从而使光腔流场受到干扰,影响光腔的光束质量。